本发明提供一种机械臂在线避障运动规划方法，涉及机械臂运动规划技术领域。该方法对机械臂和障碍物进行建模，通过逆解确定目标节点；预规划阶段，在关节空间内进行采样生成新节点，对新节点进行碰撞检测确定其是否添加进搜索树中，将搜索树中使得新节点成本最小的节点作为其父节点；从搜索树中规划出的前k个节点并送给轨迹规划器，直至搜索到目标节点进入重规划；重规划阶段，在路径节点附近进行采样以优化路径，当障碍物移动与路径冲突时则重新规划路径，同时将规划节点送给轨迹规划器，直至机械臂运动到目标点。本发明方法路径规划与机械臂运动同步进行，实现了在线避障运动，即使目标节点位置发生变化，也能够重新采样连接路径到达目标点。